新利18官网手机网页版宋楠：解析江淮iEV系电动汽车动力电池液冷技术

　　江淮汽车，自2012年首款iEV4上市以来，先后推出多款iEV系列电动汽车。至2018年，江淮iEV系电动汽车，全系引入“动力电池液冷高温散热低温预热”系统，使得以18650电芯构成的动力电池，具备更好的低温活性和高温冷却能力。而标配这种“动力电池液冷高温散热低温预热”技术（后文简称动力电池液冷技术）的iEV系列电动汽车，更好的平衡了续航里程、充电速度和整车安全性。

　　作为电动汽车最关键的“3电（电机、电池和控制）”系统，动力电池总成受内部和外部温度变化，会影响续航里程、充电速度以及整车安全性能。

　　动力电池总成，由电芯、以及电芯构成的模组构成，并且由BMS（电池管理系统）控制。一旦电池电芯或PACK过热，产生的热量不能迅速排出，极有可能造成动力电池总成燃烧。然而，动力电池总成在极低温度下使用，也会出现放电效率低下，动力输出不稳定，影响电动汽车正常使用。

　　根据车辆技术需求，为动力电池总成适配主动风冷、被动风冷以及液冷散热系统。根据过去4年（2014年-2018年），中国市场销售和使用的电动汽车综合表现看，配置动力电池液冷技术，可以有效提升高温散热和低温预热效能。使得电动汽车，始终如一的处于正常温度范围内行驶和充电。

　　动力电池液态高温散热低温预热技术，实际由两套散热/预热管路构成。导热液态物质多为可满足散热需求最高沸点的专用冷却液（多为乙二醇类）。动力电池内部有1套主链接管路，以及多条围绕电芯的分管路构成，N套温度传感器和控制线缆由BMS系统检测，以控制散热循环管路，达到所有电芯都处于预设定范围内的温度。

　　如上图所示，江淮iEV系动力电池液冷技术，是用一套管路将冷却和加热部件串联起来（动力舱内）和动力电池内部1套管路。

　　电子水泵：电驱动可变泵推压力，调节散热管路冷却液流动速度，配合BMS控制系统，达到精确控制电池内部温度

　　电池冷却器：引入空调系统中的冷媒，在膨胀阀节流并蒸发，吸收动力电池散热管路冷却液的热量，已达到散热降温目的

　　水加热器：基于PTC技术的水加热器占用动力电池电量较低，且不易出现功率输出极高或极低工况，对整车能量输出影响小，同时具备多档调节功能。

　　液冷扁管：动力电池内部围绕18650型电芯的散热管路，因为圆柱形18650型电芯自身的弧度，散热管路必须贴合才可达到散热效率最大化导致数节电芯并排布置

　　可变流量的电子水泵，依靠动力电池输出并转化的低压电驱动。较内燃机适配的传统水泵（通过曲轴链接）最大不同，电子水泵可以通过调节电流，无级输出不同泵推力。在散热或预热需求并不强烈时，电子水泵泵推力降低，在维持动力电池温度正常工况同时，节省电子水泵对电量输入需求，间接降低能耗。

　　当动力电池使用温度高于设计温度时，电池冷却器与空调系统“互动”。空调系统产生的制冷能量，交互动力电池散热管路降温。输出给动力电池内部管路温度更低的冷却液，将电芯产生的热量，通过液冷偏管进行充分“热交换”，将热量从出水口带出。

　　当外部温度低于动力电池最低使用温度时，液态预热功能开启。电子水泵开始全速运行，将冷却液泵入水加热器。水加热器产生的热量，在通过加温后的冷却液进入动力电池内部，通过液冷偏管，将电芯热量带走进入外部大循环管路。

　　实际上，无论散热还是预热模式，都是BMS系统控制策略一部分。为的是保证动力电池通过液冷管路，将冷和热两种能量，通过偏管影响电芯，使其保证在预设的温度范围使用。

　　动力电池内部管路主要由冷却偏管和多通阀体构成，布设在动力舱的管路串联了电子水泵、补水壶、电池冷却器和水加热器。

　　散热模式下，冷却液经过电子水泵，泵入运行的电池冷却器，经过未启动的水加热器（保持管路畅通），为动力电池散热。

　　预热模式下，冷却液经过电子水泵，泵入未启动的电池冷却器（保持管路畅通），经过启动的水加热器，为动力电池预热。

　　极寒环境使得动力电池电芯活性降低，放电效率变差，导致续航里程缩短，以及快充电流降低，影响了驾乘感受。而为了保证驾驶舱内处于合适的温度，开启制热空调，消耗更大的电池电量，加速续航里程缩短程度。

　　高温环境使得动力电池电芯温度骤然升高，虽然不影响放电效率，但全负载使用，电芯产生的热量不能快速排出，导致电池电芯活性激增，容易出现燃烧或自燃事故。

　　使用18650型电芯的江淮iEV系电动汽车的动力电池液冷系统，有别于采用方形电芯的热管理系统。与每组由圆柱形18650电芯构成的PACK都由1组液冷偏管伺服和温度传感器（信号反馈至BMS系统），保证每只电芯温度都可以得到均衡的预热或散热支持。

　　江淮iEV7S电动汽车的动力电池总成，由18560型电芯构成，装载电量39度电。在适配液冷偏管技术后，在极寒环境的负20摄氏度时开启电池预热模式，各个电芯之间最终温差5摄氏度左右；在高温环境的急加速和急减速等最恶劣工况，开启制冷模式各电芯之间温差7摄氏度左右；车辆正常行驶工况，各电芯之间温差处于3摄氏度以内。

　　江淮iEV7S电动汽车的电子水泵需求功率90瓦,预热模式下水加热器耗电量约2度电左右，占总能量5%左右，制冷模式下电池冷却器耗电量约1.2度，占总能量的3%左右。

　　江淮iEV7S的动力电池电芯的预热速率0.6度电/分钟，50分钟左右可以从负20度极寒环境加热到10摄氏度以上，散热速率为0.5度/分钟，预计在40摄氏度的高温环境下，10分钟即可降到35摄氏度以内。

　　液冷扁管装配具有一定贴合冗错设计，即便在在极端装配扁差下，也可保证电池和电芯的贴合面积，保证热量及时带走每一个电芯的热量。

　　引入了动力电池液冷散热技术后，动力电池总成内部的数千节18650型电芯温度处于10-35摄氏度范围，系统内各单体电芯之间温差小于5摄氏度。

　　但是，受到18650型电芯布局影响，上下前后两侧的电芯，散热和预热效率高于中间布置的电芯。因此才生的散热能力的不均衡，甚至会导致“热失控”，由此引发严重事故。因此，为数百节根据电池总成形状串并联18650型电芯，布设“半包裹”的液冷偏管极有必要。

　　相对主动风冷散热系统，靠近风道边缘的电芯降温效果明显，而处于“中间”位置的电芯降温效能不高。甚至可能出现高达19摄氏度。

　　在环境温度23摄氏度时，6238余天后，电池剩余容量为80%。但是电池在55摄氏度环境下，272天后电池剩余容量已达到80%。温度升高至32摄氏度，电芯平均寿命下降95%以上。

　　在江淮iEV系多款电动汽车上，标配的动力电池液冷系统之。